บทความนี้แนะนำข้อกำหนดและการใช้งานวาล์วปีกผีเสื้อซีลโลหะในวาล์วอุณหภูมิต่ำ

บทความนี้แนะนำข้อกำหนดและการใช้งานวาล์วปีกผีเสื้อซีลโลหะในวาล์วอุณหภูมิต่ำ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมปิโตรเคมีสมัยใหม่ อุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน และอุตสาหกรรมทำความเย็น การใช้วาล์วอุณหภูมิต่ำมีมากขึ้นเรื่อย ๆ ปริมาณก็มากขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นการใช้วาล์วอุณหภูมิต่ำอย่างถูกต้องและสมเหตุสมผลจึงทำให้เกิดความสนใจของผู้คน การใช้วาล์วอุณหภูมิต่ำนอกเหนือจากการใช้วาล์วทั่วไปโดยทั่วไปแล้ว ยังมีข้อกำหนดพิเศษบางประการที่ต้องคำนึงถึง
โดยทั่วไปวาล์วไครโอเจนิกหมายถึงวาล์วที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า -29 ° C วาล์วไครโอเจนิกบางชนิดสามารถขนส่งก๊าซเหลว (เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน และก๊าซธรรมชาติ) ที่อุณหภูมิต่ำถึง -196 ° C และยังคงรับประกันการทำงานตามปกติ
With the decrease of the temperature of the working medium, the material and structure of the low temperature valve used are different from the conventional universal valve, especially the temperature valve (t เมื่ออุณหภูมิของตัวกลางทำงานลดลง วัสดุและโครงสร้างของวาล์วอุณหภูมิต่ำที่ใช้จะแตกต่างจากวาล์วสากลทั่วไป โดยเฉพาะวาล์วอุณหภูมิ (t เพื่อลดการไหลของความร้อนไปยังส่วนที่ปิดจากด้านนอก ควรถอดชิ้นส่วนที่ใช้งานออกจากตัวฉนวน ดังนั้นคอของฝากระโปรงวาล์วไครโอเจนิกจึงยาวมาก ** วาล์วอุณหภูมิทำงานภายใต้สภาวะที่ซับซ้อนตั้งแต่อุณหภูมิภายนอกจนถึงอุณหภูมิ และมันทำได้โดยไม่หยุดชะงัก การปิดผนึกของส่วนปิดมักจะรับประกันโดยแรงดันสัมผัสที่จำเป็นซึ่งเกิดขึ้นบนวงแหวนซีล แต่หากแรงของอุปกรณ์ส่งกำลังได้รับการแก้ไข ความแข็งแรงของวงแหวนซีลอาจแตกต่างกันในช่วงอุณหภูมิในการทำงาน แน่นอน ประสิทธิภาพของวัสดุแหวนปิดผนึก โดยเฉพาะอย่างยิ่งประสิทธิภาพของวัสดุโพลีเมอร์จะแตกต่างกัน ดังนั้นวาล์วอุ่นจึงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับวงแหวนปิดผนึก มักจะเลือกวัสดุโลหะผสมแข็ง (STL) จะดีกว่า
วาล์วอุณหภูมิค่อนข้างจำกัดในเรื่องความเร็วในการเปิดปิด แม้จะมีมาตรการอะเดียแบติก แต่ยังคงมีการไหลของความร้อนในช่วงที่จำกัด ส่งผลให้เกิดเฟสของเหลวในบางส่วนของระบบ ดังนั้นเมื่อเปิดวาล์วอย่างรวดเร็วของเหลวอาจได้รับความเร็วมากเมื่อเจอสิ่งกีดขวางหรือความต้านทานเช่นวาล์วจะทำให้เกิดน้ำพัดซึ่งต้องคำนึงถึงในการใช้งาน
โดยทั่วไปใช้สำหรับเทคโนโลยีทำความเย็น ตัวกลางคือสารทำความเย็นไนโตรเจนหรือฟรีออน วาล์วเหล็กหล่อที่ใช้กันทั่วไปในอดีต อุณหภูมิที่ใช้งานได้อยู่ระหว่าง -28 ~ 150 ℃ ตอนนี้ใช้น้อยลง แต่วาล์วที่มีเหล็กดัดเฟอร์ริติกมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เนื่องจากเหล็กดัดเฟอร์ริติกมีความทนทานต่อแรงกระแทก ทนต่อการสึกหรอ และทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า
วาล์ววัสดุเหล็กคาร์บอนทั่วไป (WCB) อุณหภูมิการใช้งานคือ -29 ~ 150 ℃; นอกจากนี้ยังมีเหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิต่ำ (LCB, LC1, LC2) อุณหภูมิบริการขั้นต่ำคือ -46 ~ -73 ℃; เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก (304, 316) มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมสำหรับเหล็กต้านทานอุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิบริการต่ำสุดต่ำกว่า -196°C บางชนิดอยู่ที่ -254°C
ชิ้นส่วนปิดวาล์วอุณหภูมิต่ำทั่วไป การเลือกบ่าวาล์วซีลโลหะบนตัววาล์ว การเลือกพลาสติกฟลูออรีน (F4) บนแผ่นวาล์ว ไม่มีข้อกำหนดพิเศษในโครงสร้าง และวาล์วสากลทั่วไปเกือบจะเหมือนกัน การเลือกที่เหมาะสมตามอุณหภูมิและปานกลาง
วาล์วไครโอเจนิกส์พิจารณาเฉพาะลักษณะการทำงานของวาล์วอุณหภูมิเท่านั้น สามารถติดตั้งในตำแหน่งใดก็ได้ภายในตู้ฟัก แต่ควรวางกล่องบรรจุ กลไกการทำงาน (วงล้อมือ ประแจ) และตัวแสดงตำแหน่งการยกแผ่นวาล์วไว้ด้านนอกตู้ฟัก ใช้งานง่ายและเปลี่ยนบรรจุภัณฑ์ วาล์วส่วนใหญ่จะติดตั้งโดยให้ก้านอยู่ในแนวนอน สำหรับวาล์วไฟฟ้าอุ่น ก้านวาล์วต้องวางในแนวนอน
สภาพการทำงานของอุปกรณ์บรรจุที่อุณหภูมิต่ำมีความซับซ้อนมาก เนื่องจากการบรรจุสูญเสียความยืดหยุ่นได้ง่าย ครั้งหนึ่งเนื่องจากการระเหยของสารระเหย ก้านแข็งตัว จะนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่ติดอยู่ วาล์วไม่สามารถเปิดและปิดได้ตามปกติ เพื่อปรับปรุงสภาพการทำงานของอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ สามารถติดตั้งแผ่นกั้นความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าบรรจุภัณฑ์เป็นฉนวน ส่วนใหญ่เป็นการออกแบบเพื่อเพิ่มความยาวของก้าน แผ่นกั้นทำจากวัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่มีค่าการนำความร้อนต่ำที่สุด (ผ้า เทป ฯลฯ) เพื่อลดการสูญเสียความร้อนของกล่องบรรจุภัณฑ์อย่างมาก อีกทางหนึ่ง อุปกรณ์บรรจุจะถูกหุ้มไว้และตัวกลางที่มีอุณหภูมิเพียงพอที่จะรักษาความสามารถในการทำงานของอุปกรณ์บรรจุจะถูกขับเคลื่อนเข้าไปในพื้นที่ที่เกิดขึ้น หน้าที่ของมันคือการทำให้วาล์วจากอุณหภูมิต่ำถึงจุดทำงานมีการไล่ระดับอุณหภูมิ ณ จุดทำงานและเกินจุดทำงานความดันอากาศจะอยู่ในระดับหนึ่งสามารถทำให้ก๊าซเหลวไม่กลายเป็นของเหลวอีกต่อไปและกลับคืนสู่สภาพเดิม อุณหภูมิของก๊าซ
ความดันอากาศจะเปิดตลอดเวลา โดยทั่วไปจะสื่อสารกับปลายด้านหนึ่งของวาล์วหรือปลายอีกด้าน ดังนั้นหากอุณหภูมิในความดันอากาศเพิ่มขึ้น จะไม่มีความกดอากาศสูงจนเป็นอันตราย
เนื่องจากชิ้นส่วนวาล์วมักจะผลิตและทดสอบที่อุณหภูมิห้องและทำงานภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ ชิ้นส่วนต่างๆ จะทำให้เกิดการขยายตัวและการหดตัวที่แตกต่างกันตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อการทำงานปกติของวาล์วซึ่งจะต้องให้ความสนใจ และเข้าใจในการใช้งาน
วาล์วอุณหภูมิต่ำใช้วัสดุหลากหลาย วัสดุธรรมดา เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน (WCB) จะเปราะเมื่ออุณหภูมิลดลง วัสดุที่นิยมใช้กันมากที่สุด ได้แก่ โลหะผสมออสเทนนิติก ทองแดง และทองแดง-นิกเกิล ซึ่งทั้งหมดนี้ไม่เปราะและใช้งานได้อย่างเหมาะสม ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าสเตนเลสออสเทนนิติก ทองแดง และโลหะผสม Cu-Ni เป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับความเหนียวและความแข็งแกร่ง ดังนั้นส่วนสำคัญของวาล์วอุณหภูมิต่ำ เช่น: โกลบวาล์ว, วาล์วนิรภัย, วาล์วควบคุม, เช็ควาล์ว และอื่นๆ ให้เลือกวัสดุประเภทนี้
ประสบการณ์การผลิตบอกเราว่าแม้แต่เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก ทองแดง และโลหะผสมทองแดง-นิกเกิล หากผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปไม่ได้รับการบำบัดอย่างเหมาะสมด้วยอุณหภูมิต่ำ เมื่อวาล์วทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ชิ้นส่วนภายในจะเสียรูปเนื่องจากเฟสวัสดุ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากอุณหภูมิต่ำส่งผลให้วาล์วรั่ว
ในกระบวนการประกอบวาล์วอุณหภูมิต่ำ เนื่องจากวัสดุที่แตกต่างกันของปะเก็นเชื่อมต่อหน้าแปลน สลักเกลียวเชื่อมต่อ และชิ้นส่วนเชื่อมต่อ การหดตัวระหว่างวัสดุต่างๆ จะไม่ซิงโครไนซ์ ส่งผลให้เกิดการคลายตัวและการรั่วไหล ดังนั้น วาล์วอุณหภูมิต่ำ โดยเฉพาะวาล์วอุณหภูมิต่ำที่ใช้ต่ำกว่า -196°C วิธีการเชื่อมต่อจึงดีที่สุดคือใช้การเชื่อม
ปะเก็นบรรจุวาล์วอุณหภูมิต่ำ ส่วนใหญ่ทั่วไปของ F4 เนื่องจากการหล่อลื่นตัวเองที่ดี ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานมีขนาดเล็ก และมีเสถียรภาพทางเคมีเฉพาะ ดังนั้นจึงถูกใช้โดยรัฐบาล แต่ F4 ก็มีข้อบกพร่องเช่นกัน หนึ่งคือแนวโน้มการไหลของความเย็นมีขนาดใหญ่ อีกอย่างคือค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นมีขนาดใหญ่ การหดตัวด้วยความเย็นที่อุณหภูมิต่ำทำให้เกิดการรั่วไหล ส่งผลให้เกิดไอซิ่งจำนวนมาก ที่ก้านจนทำให้การเปิดวาล์วล้มเหลว ดังนั้นจึงใช้เฉพาะในสภาวะอุณหภูมิต่ำทั่วไปเท่านั้น ในกรณีที่มีสภาวะอุณหภูมิควรเลือกฟิลเลอร์ทอกราไฟท์แบบยืดหยุ่นหรือสแตนเลสและแผ่นไขลานกราไฟท์แบบยืดหยุ่น วาล์วอุณหภูมิต่ำบางตัวที่ใช้งานอยู่มักพบว่าส่วนเกียร์ของวาล์วเกิดความเหนียว ปรากฏการณ์สบฟันเกิดขึ้นเป็นครั้งคราว สาเหตุหลักคือ: การเลือกวัสดุที่จับคู่อย่างไม่สมเหตุสมผล ช่องว่างความเย็นที่สงวนไว้น้อยเกินไป และความแม่นยำในการตัดเฉือน หากพบปัญหาที่คล้ายกันในกระบวนการใช้งาน ควรส่งต่อให้ซัพพลายเออร์ทันเวลาเพื่อปรับปรุงการออกแบบโครงสร้างและเปลี่ยนวัสดุแบริ่ง (บุชชิ่ง) ที่เหมาะสม
ข้อกำหนดอื่นๆ สำหรับวาล์วอุณหภูมิต่ำจะเหมือนกับวาล์วทั่วไป
ความต้องการและการใช้งานวาล์วผีเสื้อซีลโลหะในวาล์วอุณหภูมิต่ำ
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม เทคโนโลยีระดับสูงและใหม่ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และความต้องการของผู้คนสำหรับวาล์ว อุตสาหกรรมวาล์วกำลังเผชิญกับความท้าทายและโอกาสครั้งใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้วาล์วปีกผีเสื้อในตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่ำ นอกเหนือจากการตอบสนองประสิทธิภาพของวาล์วทั่วไปที่อุณหภูมิห้องแล้ว ที่สำคัญกว่านั้นคือความน่าเชื่อถือของซีลวาล์วที่อุณหภูมิต่ำ ความยืดหยุ่นของการกระทำและข้อกำหนดพิเศษอื่น ๆ ของ วาล์วอุณหภูมิต่ำ
วาล์วปีกผีเสื้อมีโครงสร้างที่กะทัดรัด ปริมาตรน้อย น้ำหนักเบา (เมื่อเทียบกับแรงดันเดียวกัน วาล์วประตูขนาดเดียวกันสามารถลดความต้านทานของของเหลวได้ 40% ~ 50%) เปิดและปิดได้อย่างรวดเร็วและมีข้อดีหลายประการ ดังนั้นควรใช้งาน
แต่ในอุปกรณ์อุณหภูมิต่ำบางชนิด เช่น อุปกรณ์แก๊สเหลว อุปกรณ์แยกอากาศ และอุปกรณ์ดูดซับแรงดันสวิงที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีมีมากกว่า 80% หรือโกลบวาล์ว หรือวาล์วประตู วาล์วปีกผีเสื้อมีขนาดเล็ก สาเหตุหลักคือวาล์วผีเสื้อซีลโลหะมีประสิทธิภาพการปิดผนึกต่ำที่อุณหภูมิต่ำ และเหตุผลอื่น ๆ เช่นโครงสร้างที่ไม่สมเหตุสมผลทำให้เกิดการรั่วไหลภายในปานกลางและปรากฏการณ์การรั่วไหลภายนอก ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่อความปลอดภัยและการทำงานปกติของอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิต่ำเหล่านี้และไม่สามารถ ตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิต่ำ
จากการพัฒนาอุปกรณ์อุณหภูมิต่ำอย่างต่อเนื่องในประเทศของเรา ความต้องการวาล์วอุณหภูมิต่ำก็เพิ่มขึ้นทุกวัน ดังนั้นวาล์วปิดผนึกโลหะจึงได้รับการปรับปรุงโครงสร้างและวาล์วผีเสื้อของโลหะบริสุทธิ์สามประหลาดที่มีประสิทธิภาพการปิดผนึกสูงได้รับการพัฒนา วาล์วปีกผีเสื้อนี้สามารถตอบสนองความต้องการได้ไม่ว่าตัวกลางจะมีอุณหภูมิสูงหรืออุณหภูมิต่ำก็ตาม
เมื่อผสมผสานกับคุณลักษณะทางโครงสร้างแล้ว จึงสามารถแนะนำประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำได้
ประการแรก ข้อกำหนดประสิทธิภาพการปิดผนึกวาล์วดิสก์อุณหภูมิต่ำ:
มีสองสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดการรั่วไหลของวาล์วอุณหภูมิต่ำ สาเหตุหนึ่งคือการรั่วไหลภายใน ประการที่สองคือการรั่วไหล
1) วาล์วทำให้เกิดการรั่วไหลภายใน
สาเหตุหลักคือคู่ซีลเสียรูปที่อุณหภูมิต่ำ
เมื่ออุณหภูมิปานกลางลดลงถึงการเปลี่ยนแปลงเฟสของวัสดุที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาตร ดังนั้นความแม่นยำในการเจียรเดิมของการเปลี่ยนรูปการบิดงอของพื้นผิวซีลส่งผลให้ซีลที่อุณหภูมิต่ำไม่ดี เราได้ดำเนินการทดสอบอุณหภูมิต่ำบนวาล์ว DN250 ตัวกลางคือไนโตรเจนเหลว (-196 ℃) และวัสดุแผ่นผีเสื้อคือ 1Cr18Ni9Ti (ไม่มีการบำบัดด้วยอุณหภูมิต่ำ) พบว่าการบิดงอของพื้นผิวซีลมีค่าประมาณ 0.12 มม. ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการรั่วไหลภายใน
วาล์วปีกผีเสื้อที่พัฒนาขึ้นใหม่ได้เปลี่ยนจากซีลระนาบเป็นซีลทรงกรวย ที่นั่งเป็นหน้าซีลรูปไข่เรียวและมีวงแหวนซีลยืดหยุ่นแบบวงกลมฝังอยู่ในแผ่นผีเสื้อเพื่อสร้างคู่ซีล แหวนซีลสามารถลอยในแนวรัศมีในร่องแผ่นดิสก์ เมื่อปิดวาล์ว วงแหวนปิดผนึกแบบยืดหยุ่นจะสัมผัสกับแกนสั้นของพื้นผิวการปิดผนึกรูปไข่เป็นครั้งแรก และเมื่อหมุนก้านวาล์ว วงแหวนซีลจะค่อยๆ ดันเข้าด้านใน บังคับให้วงแหวนยืดหยุ่นสัมผัสกับแกนยาวของ พื้นผิวทรงกรวยเฉียง ในที่สุดก็นำไปสู่การสัมผัสแบบเต็มระหว่างวงแหวนซีลยืดหยุ่นและพื้นผิวซีลทรงรี การปิดผนึกทำได้โดยการเสียรูปของวงแหวนยางยืด
ดังนั้นเมื่อร่างกายหรือแผ่นผีเสื้อเสียรูปที่อุณหภูมิต่ำ มันจะถูกดูดซับและชดเชยด้วยวงแหวนซีลแบบยืดหยุ่น และจะไม่ทำให้เกิดปรากฏการณ์การรั่วไหลและติดขัด การเสียรูปแบบยืดหยุ่นนี้จะหายไปทันทีเมื่อเปิดวาล์ว และโดยพื้นฐานแล้วไม่มีแรงเสียดทานสัมพัทธ์ในกระบวนการเปิดและปิด ดังนั้นอายุการใช้งานจึงยาวนาน
2) การรั่วไหลของวาล์ว
ประการแรกคือเมื่อวาล์วและท่อเชื่อมต่อกันด้วยหน้าแปลน การรั่วไหลเกิดจากการคลายตัวของแผ่นเชื่อมต่อ สลักเชื่อมต่อ และชิ้นส่วนเชื่อมต่อที่หดตัวไม่ซิงค์กันระหว่างวัสดุที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้นเราจึงเปลี่ยนโหมดการเชื่อมต่อของตัววาล์วและท่อจากการเชื่อมต่อแบบแปลนเป็นโครงสร้างการเชื่อมเพื่อหลีกเลี่ยงการรั่วไหลที่อุณหภูมิต่ำ
ประการที่สองคือการรั่วของก้านและบรรจุภัณฑ์ โดยทั่วไป การบรรจุวาล์วส่วนใหญ่ใช้ F4 เนื่องจากประสิทธิภาพการเลื่อนตัวเองที่ดี ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ (ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเหล็ก f=0.05 ~ 0.1) และมีเสถียรภาพทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้
อย่างไรก็ตาม F4 ก็มีข้อบกพร่องเช่นกัน ประการแรกแนวโน้มการไหลของความเย็นมีขนาดใหญ่ ประการที่สอง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นมีขนาดใหญ่ ส่งผลให้มีการรั่วไหลของความเย็นจากการหดตัวที่อุณหภูมิต่ำ ส่งผลให้มีไอซิ่งจำนวนมากที่ก้าน เพื่อทำให้วาล์วเปิดล้มเหลว วาล์วปีกผีเสื้ออุณหภูมิต่ำที่พัฒนาขึ้นเพื่อการนี้ใช้โครงสร้างซีลที่หดตัวเอง กล่าวคือ สามารถซีลได้ทั้งที่อุณหภูมิปกติและอุณหภูมิต่ำผ่านช่องว่างที่เหลือ โดยใช้ประโยชน์จากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวขนาดใหญ่ที่ F4